[發明專利]將磷石膏用作聚氯乙烯樹脂填料的方法

有效

• 申請號: 201310380778.5
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103435937A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王稚陽;梅桂;李靜;呂丹;唐興蘭;趙倫東;王璐;雷云霄;王紅民;宋梓廉;王云亮;廖志林;田勇
• 申請（專利權）人: 貴州開磷遵義堿廠
• 主分類號: C08L27/06
• 分類號: C08L27/06;C08K9/04;C08K3/30
• 代理公司: 貴陽中工知識產權代理事務所 52106
• 代理人: 劉安寧

技術領域

?????本發明涉及氯乙烯的共聚物，也涉及磷石膏，具體而言，涉及聚氯乙烯樹脂的填料。

背景技術

在塑料加工中，加入粉體填料，可達到增量及降低成本的作用，能改善或提高塑料制品的物理力學性能、耐磨性能、熱學性能、耐老化性能，并且克服塑料不耐低溫、低剛性、易膨脹性、易蠕變性等缺點。所以，填料既有增量作用，又有改性效果；有些填料具有活性，還能起到補強作用。

磷石膏是磷肥工業的固體廢渣，每生產1t磷酸約產生4.5～5.0t磷石膏。我國每年磷石膏廢渣產量達25～30Mt。磷石膏中的磷、氟、有機物等諸多有害雜質，致使再生利用的成本較高，目前磷石膏的利用主要有以下幾個方面：①作水泥緩凝劑；②制硫酸銨；③制硫酸鉀；④制硫酸聯產水泥；⑤作石膏建材；⑥作土壤改良劑等，利用率僅為2％～3％，資源化利用效率較低。磷石膏晶體形貌呈片狀，應用于塑料制品中能改善耐熱性、沖擊強度、空間穩定性、剛性、硬度、熱導率和絕緣性等。

中國專利數據庫中涉及用磷石膏作填料的申請件有97118701.0號《磷石膏作水泥填料的改性方法》、200710056674.3號《磷石膏的改性方法及其應用》、201210190422.0號《一種以磷石膏為填料的自流平砂漿材料及其制備方法》等。但迄今為止，沒有將磷石膏用作聚氯乙烯樹脂填料的專利申請件。

發明內容

本發明的目的是提供一種將磷石膏用作聚氯乙烯樹脂填料的方法，使工業廢渣磷石膏能夠用于PVC塑料制品的生產。

發明人通過研究，考慮到磷石膏作為一種新型的填料在塑料中的應用特別是在PVC樹脂中的應用還有很多需要解決的問題：一是PVC樹脂的加工成型溫度一般在180℃左右。在此溫度附近磷石膏脫出的結晶水在PVC成型過程中蒸發，會使復合材料表面產生氣泡，影響材料的美觀和力學性能；二是磷石膏的顏色為灰白色，白度不高，直接用作塑料填料會影響制品的白度，限制了其在淺色制品中的應用；三是無機填料的極性與高聚物的極性相差很大，容易造成二者相容性不好，從而對填充塑料的加工性能和制品的使用性能帶來不良影響，并且磷石膏顆粒粒徑較大，直接用作填料，制品表面光潔度差。因此，必須對磷石膏改性。

在這一認識的基礎上，發明人提供的將磷石膏用作聚氯乙烯樹脂填料的方法是先對磷石膏進行改性處理，磨細時加入偶聯劑，即得到可用于作聚氯乙烯樹脂填料的產品。具體做法是：

(1)?篩分：磷石膏中的雜質分布并不均勻，不同粒度磷石膏中雜質含量差異顯著：磷石膏粒度越大，可溶性磷、總磷、氟和有機物雜質含量越多；因此，先對磷石膏進行篩分，去除一部分粒徑大于100目的顆粒，減少對PVC樹脂熱穩定性有影響的雜質含量；

(2)?煅燒：將篩分后的磷石膏放入煅燒設備中于450℃環境下煅燒，使CaSO₄·2H₂O失去全部結晶水成為硬石膏，以避免磷石膏用作PVC樹脂填料時水分蒸發引起起泡、麻點；同時磷石膏經450℃以上溫度保溫90min，絕大部分有機雜質分解，磷石膏白度提高，得到無水磷石膏；

(3)?磨細并加入偶聯劑：將無水磷石膏置于球磨機中磨細，選用鋁酸酯偶聯劑，用液體石蠟做溶劑稀釋，得到的稀釋液分2～3次加入球磨機中的無水磷石膏細粉里，所用偶聯劑的質量為無水磷石膏細粉質量的2％；磨成粒度為800目的細粉后出料；

(4)?混合：將上一步的出料放入高速混合機中攪拌，利用物料自摩擦加熱，待溫度達到110℃出料，得到用作聚氯乙烯樹脂填料的鋁酸酯改性磷石膏填料。

上述篩分過程是用100目篩進行的。

上述煅燒過程是用電爐完成的。

上述偶聯劑中，用來稀釋的液體石蠟與鋁酸酯的質量比為(1～2)∶1。

上述混合過程中攪拌時間為10min～15min。

發明人指出：鋁酸酯偶聯劑的親無機基團與磷石膏表面結合水、羥基、羧基或游離質子發生反應并附著在磷石膏表面，而另一端親有機基團可通過范氏力、氫鍵和物理纏繞與有機樹脂相聯，從而改善磷石膏與PVC樹脂的親和性。在聚氯乙烯復合材料加工成型時，鋁酸酯改性磷石膏填料與聚氯乙烯樹脂的質量比控制為3∶10，產品質量達到GB/T?8814-2004《門、窗用未增塑聚氯乙烯型材》標準要求。